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Powered by Discuz! X3.4了解发电机的工作原理了解发电机的工作原理大嘴nJ百家号发电机的发电过程是一种能量转换过程，例如，水流动的能量带动水轮机转动，由水轮机带动发电机转动，并输出感应电动势，即将水库中水流的能量转换为电能。发电机基本的工作过程即为将各种带动发电机转子转动的机械能，通过电磁感应转换为电能的过程。1.直流发电机的工作原理直流发电机工作时，外部机械力的作用带动导体线圈在磁场中转动，并不断切割磁感线，产生感应电动势。图1所示为典型直流发电机的工作原理示意图图2所示为直流发电机转子绕组开始旋转瞬间的工作过程。当外部机械力带动绕组转动时，线圈ab和cd分别做切割磁感线动作，根据电磁感应原理，绕组内部产生电流，电流的方向由右手定则可判断为：感应电流经线圈dc→cb→ba、换向器1、电刷A、电流表、电刷B、换向器2形成回路。图3所示为直流发电机转子绕组转过90°后的工作过程。当绕组转过90°时，两个绕组边处于磁场物理中性面，且电刷不与换向片接触，绕组中没有电流流过，F=0，转矩消失。图4所示为直流发电机转子绕组再经90°旋转后的工作过程。受外部机械力作用，转子绕组继续旋转，这时绕组继续做切割磁感线动作，绕组中又可产生感应电流，该感应电流经绕组ab→bc→cd、换向器2、电刷A、电流表、电刷B、换向器1形成回路。从图5中可以看到，转子绕组内的感应电动势是一种交变电动势，而在电刷AB端的电动势却是直流电动势，即通过换向器配合电刷，使转子绕组输出的电流始终是一个方向，即为直流发电机的工作原理。值得注意的是，在实际直流发电机中，转子绕组并不是单线圈，而是由许多线圈组成的，绕组中的这些线圈均匀地分布在转子铁芯的槽内，线圈的端点接到换向器的相应滑片上。换向器实际上由许多弧形导电滑片组成，彼此用云母片相互绝缘。线圈和换向器的滑片数目越多，发电机产生的直流电脉动就越小。一般中小型直流发电机输出的电压有115V、230V、460V，大型直流发电机输出电压为800V左右。2.交流同步发电机的工作原理交流同步发电机的工作过程可以简单看作为取消直流发电机中的换向器装置后的工作过程，即在发电机转子绕组旋转过程中无换向过程，电流输出方向发生变化的过程。另外，在交流同步发电机中，并不是由转子绕组做切割磁感线运动，而是由转子产生旋转的磁场（励磁装置为励磁绕组通入电流），使定子绕组做切割磁感线的运动，从而产生感应电动势，并通过接线端子引出。图6所示为交流发电机的工作过程示意图。交流同步发电机根据定子绕组输出相数，可以设计成产生单相或多相交流电压的发电机。图7为产生单相、两相和三相交流电压的基本设置。图8所示为单相交流发电机工作原理示意图。磁铁旋转后，在两个定子绕组A、B中产生正弦波交流电动势e。将产生电动势的电源称为相，这种发电机使用由单相和两根电线供给的交流，称为单相交流，这种配电方式称为单相二线制。在该类发电机中，定子槽内放置着3个结构相同的定子绕组AX、BY、CZ，其中A、B、C称为绕组的始端，X、Y、Z称为绕组的末端，这些绕组在空间互隔120°。转子磁场在空间按正弦规律分布，当转子由原动机带动以角速度ω等速顺时针方向旋转时，在3个定子绕组中就产生频率相同、幅值相等、相位上互差120°的3个正弦电动势，这样就形成了对称三相电动势。来源：网络看完文章后，您可以：微信搜索关注服务号全球电气资源，学习更多电气专业知识及视频！本文由百家号作者上传并发布，百家号仅提供信息发布平台。文章仅代表作者个人观点，不代表百度立场。未经作者许可，不得转载。大嘴nJ百家号最近更新：简介:还原历史，增长知识。全面了解真实事件。作者最新文章相关文章直流电动机的工作原理
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直流电动机的工作原理
直流电动机的原理图　　对上一页所示的直流电机，如果去掉原动机，并给两个电刷加上直流电源，如上图（a）所示，则有直流电流从电刷 A 流入，经过线圈abcd，从电刷 B 流出，根据电磁力定律，载流导体ab和cd收到电磁力的作用，其方向可由左手定则判定，两段导体受到的力形成了一个转矩，使得转子逆时针转动。如果转子转到如上图（b）所示的位置，电刷 A 和换向片2接触，电刷 B 和换向片1接触，直流电流从电刷 A 流入，在线圈中的流动方向是dcba，从电刷 B 流出。　　此时载流导体ab和cd受到电磁力的作用方向同样可由左手定则判定，它们产生的转矩仍然使得转子逆时针转动。这就是直流电动机的工作原理。外加的电源是直流的，但由于电刷和换向片的作用，在线圈中流过的电流是交流的，其产生的转矩的方向却是不变的。　　实用中的直流电动机转子上的绕组也不是由一个线圈构成，同样是由多个线圈连接而成，以减少电动机电磁转矩的波动，绕组形式同发电机。动画演示将直流电动机的工作原理归结如下：　　将直流电源通过电刷接通电枢绕组，使电枢导体有电流流过。　　电机内部有磁场存在。　　载流的转子（即电枢）导体将受到电磁力 f 的作用 f=Blia （左手定则）　　所有导体产生的电磁力作用于转子，使转子以n(转/分)旋转，以便拖动机械负载。&1.2直流电机的结构这是一台国产直流电机的结构装配图和结构剖面图。旋转电机都是由定子和转子两大部分组成，每一部分也都由电磁部分和机械部分组成，以便满足电磁作用的条件。换向极用来改善换向。　　旋转电机 包括 定子(电磁部分,机械部分)和转子(机械部分,电磁部分 )定子：　　◇ 主磁极（励磁绕组 主极铁心）　　◇ 换向极（绕组和铁心）　　◇ 机座　　◇ 端盖　　◇ 电刷装置　　转子：　　◇ 电枢绕组　　◇ 电枢铁心　　◇ 换向器　　◇ 转轴、风扇　　●定子的主要部件包括：直流电机的定子由主磁极、机座、换向极、端盖和电刷装置等部件组成。　　主磁极 主磁极的作用是建立主磁场。绝大多数直流电机的主磁极不是用永久磁铁而是由励磁绕组通以直流电流来建立磁场。主磁极由主磁极铁心和套装在铁心上的励磁绕组构成。主磁极铁心靠近转子一端的扩大的部分称为极靴，它的作用是使气隙磁阻减小，改善主磁极磁场分布，并使励磁绕组容易固定。为了减少转子转动时由于齿槽移动引起的铁耗，主磁极铁心采用1～1.5mm的低碳钢板冲压一定形状叠装固定而成。主磁极上装有励磁绕组，整个主磁极用螺杆固定在机座上。主磁极的个数一定是偶数，励磁绕组的连接必须使得相邻主磁极的极性按 N，S 极交替出现。　　机座 &&机座有两个作用，一是作为主磁极的一部分，二是作为电机的结构框架。 机座中作为磁通通路叠部分称为磁轭。机座一般用厚钢板弯成筒形以后焊成，或者用铸钢件（小型机座用铸铁件）制成。机座的两端装有端盖。换向极 &&换向极是安装在两相邻主磁极之间的一个小磁极，它的作用是改善直流电机的换向情况，使电机运行时不产生有害的火花。换向极结构和主磁极类似，是由换向极铁心和套在铁心上的换向极绕组构成，并用螺杆固定在机座上。换向极的个数一般与主磁极的极数相等，在功率很小的直流电机中，也有不装换向极的。换向极绕组在使用中是和电枢绕组相串联的，要流过较大的电流，因此和主磁极的串励绕组一样，导线有较大的截面。端盖 && 端盖装在机座两端并通过端盖中的轴承支撑转子，将定转子连为一体。同时端盖对电机内部还起防护作用。电刷装置&&电刷装置是电枢电路的引出（或引入）装置，它由电刷，刷握，刷杆和连线等部分组成，右图所示，电刷是石墨或金属石墨组成的导电块，放在刷握内用弹簧以一定的压力按放在换向器的表面，旋转时与换向器表面形成滑动接触。刷握用螺钉夹紧在刷杆上。每一刷杆上的一排电刷组成一个电刷组，同极性的各刷杆用连线连在一起，再引到出线盒。刷杆装在可移动的刷杆座上，以便调整电刷的位置。●转子的主要部件包括：直流电机的转动部分称为转子，又称电枢。转子部分包括电枢铁心、电枢绕组、换向器、转轴、轴承、风扇等。电枢铁心 && 电枢铁心既是主磁路的组成部分，又是电枢绕组支撑部分；电枢绕组就嵌放在电枢铁心的槽内。为减少电枢铁心内的涡流损耗，铁心一般用厚0.5mm且冲有齿、槽的型号为DR530或DR510的硅钢片叠压夹紧而成，如左图所示。小型电机的电枢铁心冲片直接压装在轴上，大型电机的电枢铁心冲片先压装在转子支架上，然后再将支架固定在轴上。为改善通风，冲片可沿轴向分成几段，以构成径向通风道。
电枢绕组&&电枢绕组由一定数目的电枢线圈按一定的规律连接组成，他是直流电机的电路部分，也是感生电动势，产生电磁转矩进行机电能量转换的部分。线圈用绝缘的圆形或矩形截面的导线绕成，分上下两层嵌放在电枢铁心槽内，上下层以及线圈与电枢铁心之间都要妥善地绝缘（右图），并用槽楔压紧。大型电机电枢绕组的端部通常紧扎在绕组支架上。换向器&&前面已经指出，在直流发电机中，换向器起整流作用，在直流电动机中，换向器起逆变作用，因此换向器是直流电机的关键部件之一。换向器由许多具有鸽尾形的换向片排成一个圆筒，其间用云母片绝缘，两端再用两个V形环夹紧而构成，如图3－10所示。每个电枢线圈首端和尾端的引线，分别焊入相应换向片的升高片内。小型电机常用塑料换向器，这种换向器用换向片排成圆筒，再用塑料通过热压制成。
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开关磁阻发电机原理分析
[导读]开关磁阻发电系统由双凸极磁阻电机、双向功率变换器、转子位置检测器(或非直接位置检测器)和控制器组成。发电控制系统根据电机的位置检测器产生的转子位置信号控制功率开关电路中开关管的通断，改变相电流的生成位置
开关磁阻发电系统由双凸极磁阻电机、双向功率变换器、转子位置检测器(或非直接位置检测器)和控制器组成。发电控制系统根据电机的位置检测器产生的转子位置信号控制功率开关电路中开关管的通断，改变相电流的生成位置，使电磁转矩为负，使机械能转化为电能。电机为12/8结构，转子上无绕组，定子每个齿极上设有一个集中线圈，径向相对的两个线圈形成一对磁极，称为&一相&。这样共组成6相，可满足双通道开关磁阻发电系统的需要。本研究以单通道为例，简要阐述其工作原理和控制方法。本文引用地址:
　　开关磁阻发电机工作状态电流波形如图1所示。图1中，&角定义为该相转子齿槽轴线与定子齿极轴线之间的夹角。当转子槽轴线重合时，该相电感最小(定义为&=0&)，当转子齿极轴线与相应定子齿极轴线重合(定义&=&m)时，该相电感最大。根据电磁场基本理论，伴随磁场的存在，电机转子的电磁转矩同时存在，可以表示为：
　　若在电感下降区形成电流，产生负转矩，即电机吸收机械能，并可能把它转换成电能输出，故此时开关磁阻电机为发电机工作。
　　开关磁阻电机控制参数较多，控制灵活，这也是开关磁阻电机的优点之一。对于开关磁阻发电系统有3种常用的控制方案：脉宽调制控制、角度位置控制和电流斩波控制。本研究设计的控制系统运用的是角度位置控制方案。根据图1中相电流波形可知，&1和&2分别为开通角和关断角，即主开关管开通和关断时对应的转子位置角度，对其进行调节可影响发电的励磁过程及相电流。通常开通角&1在&m之前即在电感上升区，关断角&2在&m之后即在电感下降区，开通角提前、关断角推后都可以增加励磁时间、增大励磁电流ic，从而加大励磁强度。
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